Dimensionnement temporel de systèmes embarqués : application à OSEK

Real-time dimensioning of embedded systems : application to OSEK

• Auteur / Autrice : Franck Bimbard
• Direction : Eric Gressier-Soudan, Laurent George
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris, CNAM

Mots clés

Mots clés contrôlés

Planification -- Informatique

Temps réel (informatique)

Systèmes embarqués (informatique)

Automobiles -- Équipement électronique

Mots clés libres

Standard OSEK

Résumé

Cette thèse traite du dimensionnement temps réel de systèmes embarqués. Nous proposons un ensemble d’outils algorithmiques permettant de garantir, avant son déploiement, qu’une application, une fois installée sur une architecture monoprocesseur donnée, sera exécutée en temps réel. Nous nous plaçons dans un contexte temps réel strict avec des échéances de terminaison au plus tard. De plus, nous ne considérons que des applications constituées de tâches à échéance arbitraire, périodiques, préemptives ou non, indépendantes et non concrètes. Le standard OSEK, étudié dans cette thèse, est basé sur un ordonnancement FP/FIFO et prescrit le mécanisme du plafond de priorité pour protéger les ressources. Cette étude commence naturellement par l’identification et la caractérisation des charges dues à notre exécutif OSEK. Puis, nous proposons des conditions de faisabilité, intégrant les charges précédentes, valables pour tout ensemble de tâches ordonnancées FP/FIFO et se partageant, au plus, une ressource. Bien que le standard OSEK n’admette que des priorités fixes, nous montrons comment mettre en oeuvre un ordonnancement EDF pour des tâches n’utilisant, cette fois, aucune ressource. Là encore, de nouvelles conditions de faisabilité, intégrant les charges cumulées du système d’exploitation et de notre implémentation, sont présentées. Enfin, nous expérimentons les conditions de faisabilité précédentes sur une plateforme réelle. Les résultats confirment que les charges dues au système d’exploitation ne peuvent être négligées. Ces expérimentations montrent également que nos conditions de faisabilité s’avèrent opérationnelles pour le dimensionnement temps réel d’applications embarquées.

In this thesis, we are interested in real time dimensioning of embedded systems. We propose a set of algorithmic tools which allows developers to verify that their application will respect its real time constraints accordingly to a given monoprocessor architecture. We work in hard real time context with termination deadlines. In addition, we only consider periodic, preemptive or non-preemptive, independent and non-concrete tasks with arbitrary deadlines. The OSEK standard has been initiated in 1993 by several german companies. This standard is based on a FP/FIFO scheduling policy and protects each resource by using priority ceiling protocol. First of all we identify and measure the overheads of an OSEK kernel. We propose feasibility conditions taking previous overheads into account. These feasibility conditions can be used with tasks scheduled accordingly to FP/FIFO policy and using at most one resource. Although OSEK standard only accepts fixed priorities, we show how to implement EDF scheduling policy for tasks using no resource. Once again, we propose feasibility conditions taking into account the overheads due to the kernel and our implementation. Finally, our previous feasibility conditions are experimented on a real platform. These experimentations confirm that kernel overheads can not be neglected. It is also shown that our feasibility conditions are valid for real time dimensioning.